Archive for the 'Fordis_Biologi' Category

DNA mitokondria

Di dalam sel eukariot ada 2 jenis genom, yaitu DNA inti dan DNA sitoplasmik. DNA sitoplasmik berupa DNA mitokondria (mtDNA) untuk sel-sel hewan. Sedangkan pada sel tumbuhan, selain ada mtDNA juga ada DNA kloroplas (cpDNA).

Genom sitoplasmik pada hewan berukuran kecil (sekitar 16000 bp), berbentuk sirkular dan berjumlah banyak (multikopi). Disebut multikopi karena jumlah genom tsb di dalam matriks mitokondria berjumlah lebih dari satu. Selain itu, karena jumlah organel mitokondria dalam setiap sel juga lebih dari satu. Jumlah organel mitokondria dalam setiap sel sangat beragam, tergantung aktifitas sel. Pada vertebrata, sel-sel jantung, ginjal dan gonad dilaporkan mempunyai jumlah mitokondria mencapai 30000 organel per sel. Organel mitokondria bisa memperbanyak diri tergantung tingkat aktifitas sel. Mekanisme pembelahannya setara dengan pembelahan biner yang dilakukan oleh prokariot. Begitu juga, mtDNA bisa bereplikasi sehingga dalam satu organel bisa berjumlah lebih dari satu. Sebagaimana pembelahan biner prokariot yang tidak mengalami rekombinasi, maka pembelahan mtDNA juga tidak mengalami rekombinasi. Hal ini berarti antar kopi mtDNA dalam satu organel mitokondria adalah sama persis. Begitu juga, mtDNA yang jumlahnya mencapai ribuan dalam satu sel adalah sama persis.

Dalam kondisi tertentu, bisa jadi mtDNA tsb saling berbeda. Ada beberapa bukti bahwa perbedaan tersebut kemudian menghilang karena efek pengenceran dan efek seleksi yang terjadi di dalam sitoplasma. Dengan kata lain, organel atau sel yang mengandung mtDNA yang berubah maka akan mati. Kalau perbedaan tsb terus ada di dalam satu organel ataupun di dalam sau sel, maka disebut kondisi heteromorfisme. Kondisi ini akan menyebabkan kelainan fungsi genom mitokondria yang menyebabkan beragam jenis penyakit degeneratif.

Pola pewarisan genom (satuan organisasi gen) mitokondria pada tingkat individu dilakukan melalui garis uniparental. Pada taksa yang jenis kelaminnya ditentukan oleh kromosom seks maka ada diferensiasi jenis kelamin yang jelas. Dalam hal ini, pola pewarisan mtDNA dilakukan melalui garis maternal atau ibu.

Dalam hal manusia (termasuk mamalia), pembentukan sel-sel telur (oogenesis) sudah dimulai sejak masa-masa awal embrio. Sel telur primer yang sudah terbentuk pada sekitar usia kandungan 4 bulan kemudian akan dorman. Aktifasi sel telur primer yang dorman dilakukan oleh hipothalamus (hipofisa) yang ditandai dengan pubertas sekitar umur 10 tahun. Sejak itu, secara periodik setiap 28 hari sekali ada telur yang keluar dari masa dorman untuk menjadi matang dan diovulasikan. Ketika seorang wanita mengovulasikan ovum pada usia 25 tahun, maka waktu yang 25 tahun tsb di-bypass oleh ovum. Ovum yang dibuat ketika ybs berumur 4 bulan di dalam kandungan tidak terpengaruh oleh lifestyle dari kehidupan anak-anak, remaja sampai dewasa dari si wanita. Dengan mode bypass ini, mitokondria ovum persis sama dengan ibu, nenek dst. Kalaupun nantinya ada perbedaan maka semata-mata akibat adanya mutasi ketika replikasi selama oogenesis.

Oogenesis dilakukan melalui mekanisme pembelahan meiosis. Dalam hal ini material inti (nDNA) mengalami reduksi, dari diploid (berpasangan) menjadi haploid (tidak berpasangan). Sedangkan porsi sitoplasmanya terbagi asimetrik, yaitu tahap akhir dari pembelahan meiosis adalah sitokinesis yang tidak imbang. Hanya satu ovum yang dilengkapi dengan sitoplasma lengkap, sedangkan yang lain tidak normal yang disebut dengan benda kutub. Mitokondria ovum adalah persis sama dengan mitokondria ibu. Di lain pihak, spermatogenesis yang dilakukan dengan mekanisme meiosis yang sama dengan oogenesis diakhiri dengan sitokinesis yang simetris sehingga menghasilkan 4 sel sperma yang normal. Mitokondria sperma persis sama dengan mitokondria bapak.

Ketika spermatozoa membuahi ovum, maka yang masuk ke sitoplasma telur hanya inti sperma. Inti diploid zigot merupakan inti diploid hasil rekombinasi dari inti telur dan inti sperma. Sedangkan sitoplasma zigot adalah persis sama dengan sitoplasma ovum.

Jadi, melacak mutasi genom mitokondria bagaikan melacak garis keturunan ibu. Kalaupun ada perbedaan maka perbedaan tsb dihasilkan oleh semata-mata mutasi. Berbagai laporan menyebutkan bahwa mutasi berkorelasi dengan jumlah replikasi; dan jumlah replikasi setara dengan waktu.

Bakteri di dalam tubuh

T-mengapa bakteri yang hidup di dalam tubuh, misalnya bakteri E.coli yang hidup di saluran pencernaan atau bakteri-bakteri yang hidup di saluran reproduktif wanita tidak direspon sebagaimana bakteri yang masuk ke dalam tubuh saat terjadi luka?
bagaimana juga dengan bakteri pada liur komodo yang ‘katanya’ dapat bersifat toksik bagi organisme lain (mangsa), tetapi tidak menyebabkan efek yang toksik bagi komodo sendiri?
bagaimana interaksi antara bakteri tersebut dengan tubuh komodo tersebut? kalau yang berperan adalah antibodi, mengapa bakteri tersebut tetap ada dalam si komodo, pak?

 

AFM- Saluran pencernaan termasuk rongga mulut adalah bagian luar tubuh. Jadi no problem. Bakteri2 tsb disebut mikflora normal usus, rongga mulut, kulit, ataupun vagina. Kalau bakteri masuk kedalam tubuh – ruang antar sel/jaringan maka akan terjadi kaskade reaksi imunitas.

Kacamata Terapi

T- saya mau tanya mengenai kacamata terapi, apakah benar kacamata terapi dapat menyembuhkan penyakit mata seperti minus dsb?
adakah efek sampingnya?

AFM- Saya baru dengar istilah kacamata terapi ini. Bisa dijelaskan lebih ditil apa yang diterapi menggunakan kacamata ini?
Yang jelas, berbagai distorsi penglihatan bisa diatasi dengan menggunakan kacamata, misalnya kacamata minus, plus, silindris, dll. Kata dokter mata ketika saya mengelak untuk menggunakan kacamata “biarpun distorsinya dikit tetap saja distorsi, jadi bapak sebaiknya menggunakan kacamata!”.

======
T- yang diterapi mata kitanya pak, asal jika dilakukan latihan yg rutin

AFM РOk,  saya mengerti.

Pada saat awal-awal bekerja kami (dalam hal ini Lab Zoologi) bekerja dengan gen penyandi protein opsin yang ada di mata sekitar tahun 1987-an, kami banyak mendapat informasi tentang bagaimana mekanisme kerja mata dan otak. Ada tiga masalah disini. Pertama yang berhubungan dengan kondisi fisik mata yang menyebabkan distrosi penglihatan, yaitu minus, plus dan silindris. Kondisi fisik yang dimaksud adalah jarak lensa-retina, kecembungan lensa dan kekuatan oto-otot mata. Kedua yang berhubungan dengan informasi yang dikirimkan mata ke otak. Dalam hal ini, informasi dari lingkungan akan masuk ke mata kemudian dikirimkan ke otak, Di dalam otak, informasi tadi diolah sedimikian rupa sehingga kita bisa menganggap “telah melihat sesuatu”.
Ketiga, yang berhubungan dengan informasi yang datang dari mata oleh otak akan diasosiasikan atau diintegrasikan dengan berbagai informasi yang lain sehingga menimbulkan efek menenangkan, efek siaga, dan berbagai efek yang lain.

Terapi mata untuk masalah pertama merupakan hal biasanya kalau kita melihat orang menggunakan kacamata.

Terapi untuk masalah kedua saya belum pernah dengar. Yang sering terjadi pada masalah kedua ini adalah proses habituasi (pembiasaan) melihat sesuatu agar otak bisa memperoleh informasi yang diinginkan. Biasanya, hasil pembiasaan ini tidak bertahan lama karena kemudian akan segera ditutupi oleh hasil pembiasaan berikutnya. Contoh gampangnya adalah kalo Mas Andre biasa ada di tempat gelap. Kalo Mas Andre kemudian pergi ke tempat terang maka pada awalnya akan terasa menyilaukan. Setelah terbiasa, maka tempat terang menjadi normal. Contoh yang lain, kalau kita habis naik motor dalam waktu lama yang sisi kiri kanan kita cepat berlalu. Beberapa saat setelah kita parkir, masih ada sisa-sisa penglihatan seakan-akan yang ada di sisi kiri-kanan kita masih bergerak. Kalau mau coba tentang pembiasaan ini, Mas Andre bisa datang ke kantor saya. Kebetulan kami masih punya setting lab-nya (kalo saya pas lagi nyantai ya…).

Nah, terapi untuk masalah ketiga adalah yang paling mungkin. Artinya, seseorang dibiasakan untuk menggunakan kaca mata tertentu untuk mendapat efek tertentu pula. Misalnya, terapi kaca mata bernuansa hijau. Nuansa warna hijau adalah warna yang menyejukkan. Dengan demikian, harapan dari terapi ini adalah agar orang yang mudah gelisah akan menjadi reda gelisahnya. Berbagai terapi nuansa warna ini dulu sekitar tahun 1980-an pernah populer. Efek terapi kacamata ini sama saja dengan efek terapi suara-suara menenangkan, dll.

Kalau benar yang dimaksud pertanyaan Mas Andre adalah terapi kacamata untuk masalah yang ketiga, maka saat ini terapi yang dimaksud sudah tidak populer lagi karena efeknya hanya sementara (lihat lagi penjelasan permasalahan habituasi indera mata). Artinya sama saja dengan kita mengambil waktu libur pergi ke gunung dan melihat keasrian alam pegunungan, hijaunya alam, dll. Setelah terapi selesai atau setelah jalan-jalan selesai maka beberapa saat kemudian efeknya akan hilang karena tertutupi oleh kebiasaan-kebiasaan yang berikutnya. Dalam hal ini, mekanisme kerja otak yang berhubungan sensor penglihatan, suara dan rabaan bersifat plastis (mudah berubah tergantung kebiasaan).

Selama terapi tersebut tidak mengubah mata secara fisik (sebagaimana masalah pertama) maka terapi mata tidak apa-apa. Orang yang mendesain terapi kacamata ini berarti orang yang kreatif (toh tidak berbahaya ini) dan malah bisa membuat orang lain senang. Artinya orang-orang kreatif yang memanfaatkan efek sesaat dari indera mata patut kita dukung untuk menggerakkan perekonomian. Apalagi ada embel-embel harus dilakukan secara rutin.

Salah satu contoh kreatifitas adalah kacamata untuk buta warna. Kalau ada orang butawarna terhadap hijau kemudian menggunakan kacamata untuk menimbulkan warna hijau maka orang tsb akan bisa melihat warna hijau. Tapi ntar dulu, warna komposit dari warna hijau juga akan berubah.

Kalau Mas Andre mau, sebenarnya bisa juga membuat terapi penghilang gelisah dan stress dengan mengkombinasikan terapi kacamata berwarna sambil mendengarkan suara musik orkestra yang lembut dalam ruang yang serba menyejukkan, kemudian dilayani oleh mbak-mbak cantik semampai (untuk pasien cewek oleh mas-mas yang gagah) yang sangat care, penuh perhatian dalam mendengarkan keluhan, dsb. Pasti laku lho, karena saat ini banyak orang stress (termasuk mahasiswa juga). Biar keren beri nama sebagai “Stress Healing Therapies”. Kalau “aroma therapy spa” itu sudah banyak, hehehe.

[note: penyakit mata karena infeksi tidak akan bisa diterapi menggunakan kacamata]

=========

T- Wah bapak bisa aja,
Boleh tuh pak coba setting lab nya yg ada pembiasaan itu. Hemm, kapan ya bpk santainya? Hehe

AFM- nah itu masalahnya, saya selalu nyantai jadi terapinya ndak mempan.

Mas Andre bisa bayangkan suatu bisnis. Semua attendant, office boy/girl sampai ke director semuanya didesain murah senyum, mendengarkan keluhan dengan wajah ramah, selalu ceria, gesit dan cekatan. Apa yang terjadi? kita sebagai pelanggan akan enjoy, senang dan terus-menerus jadi pelanggan. Setelah loyal jadi pelanggan, maka apapun yang ditawarkan oleh bisnis tsb akan cepat laku.
AFM
2011 Des 19

Histiosis

T—–beberapa tahun lalu adik saya meninggal, dari keterangan dokter diketahui karena penyakit “Histiocytosis X”. Yang saya ingat dokternya mengatakan bahwa penyakit ini sangat jarang.
Sebenarnya ini penyakit apa dan sebabnya karena apa ya pak?
Apakah merupakan penyakit keturunan?

=====
Histiositosis adalah nama umum untuk sindrom yang disebabkan oleh meningkatnya sel-sel makrofage secara abnormal (histiosit) di dalam jaringan. Pada awalnya, kondisi tersebut dianggap sebagai kanker. Baru belakangan ini diketahui bahwa histiositosis merupakan sindrom autoimun. Dalam kondisi normal, sel-sel makrofage bertugas memakan sel-sel yang rusak atau sel-sel infeksi. Dalam jumlah yang berlebihan secara abnormal, sel-sel makrofage tersebut menyerang sel-sel tubuh normal.

Histiositosis dikelompokkan menjadi 3 kelompok utama, yaitu
1. Histiositosis sel-sel Langerhans atau disebut histiositosis X (paling banyak ditemukan dengan banyak tipe)
2. Sindrom histiositosis ganas yang dikenal dengan T-cell lymphoma
3. histiositosis sel-sel non-Langerhans yang dikenal dengan sindrome hemofagositosis

Beberapa tipe histiositosis X diduga merupakan penyakit keturunan (dipengaruhi secara langsung oleh gen) sedangkan tipe-tipe yang lain bersifat epigenetik (kombinasi antara faktor genetik dan lingkungan).
Banyaknya tipe histiositosis X ini berkenaan dengan banyaknya ragam sel-sel Langerhans. Sel-sel Langerhans (sel dendritis, sel dengan banyak mempunyai penjuluran-penjuluran) adalah bagian dari sel darah putih fagositosis dari kelompok monosit yang bisa ditemukan di epidermis kulit (terutama lapisan spinosum), dermis kulit di sekitar pembuluh darah, lapisan mukosa rongga mulut, kulup penis dan bibir vagina, dan nodus limfe.
Jadi tipe histiositosis X tergantung ke sel-sel langerhans yang ada di kulit dan beberapa organ lainnya (paru, tulang, dinding pembulluh darah, dll).
Penegakan diagnosis tipe Histiositosis X sangat membutuhkan keahlian dokter, termasuk juga penentuan tipe-tipenya yang disebabkan oleh mutasi gen, infeksi (lingkungan) ataupun oleh polutan.
Dalam OMIM (online Mendelian Inheritance in Man) ada 11 tipe histiocytosis X, dan 8 diantaranya karena adanya mutasi gen (lihat gambar di bawah)

AFM
2012 Jan 3

Lumut

T —–apakah lumut yang mempunyai daya serap air tinggi seperti Sphagnum mampu bertahan hidup dan berkembang biak di daerah yang panas seperti wilayah Jakarta?

=====
Lumut adalah kelompok tumbuhan yang kehidupannya paling tergantung ke air, baik dalam kondisi vegetatif maupun generatif. Semua anggota lumut (Bryophyta) tidak mempunyai pembuluh xilem dan floem, tidak mempunyai akar, batang dan daun. Penyerapan air dilakukan oleh seluruh permukaan tubuhnya. Ada struktur hodfast atau semacam akar yang berfungsi menempel tetapi tidak berfungsi untuk menyerap air. Dengan kondisi seluruh tubuhnya menyerap air dan distribusi air di dalam tubuhnya tidak melalui pembuluh maka efisiensi “water holding” sangat rendah. Akibatnya mereka butuh tempat yang lembab untuk tumbuh dengan baik. Dengan kata lain, faktor penghambat pertumbuhan lumut adalah air (kondisi lembab) dan bukan suhu rendah maupun suhu tinggi.

Benarkah kalau suhu tunggi maka cuaca akan panas? ya.
Kalau dibalik, benarkah cuaca panas disebabkan oleh suhu yang tinggi? tidak selalu. Kita “merasa” panas kalau di permukaan tubuh kita terdapat “water layer” yang tidak menguap. Hal ini biasa terjadi kalau tingkat kelembaban tinggi dan udara tidak bergerak (atau tidak ada angin). Water layer yang sehartusnya menguap dan mendinginkan suhu tubuh kita tetap berada di permukaan tubuh. Dengan begitu, kita merasa panas atau gerah (Jawa: sumu’, Sunda: haredang). Jadi walaupun “panas” tetapi udara banyak mengandung uap air.
Berarti dua pengertian panas, panas karena suhu tinggi dan panas karena kelembaban tinggi. Lalu panas seperti wilayah Jakarta itu termasuk yang mana ya?

AFM
2013 Feb 18

Indera pada ikan

T—– indera apakah pada ikan yang paling peka terhadap rangsang, indera penciuman atau penglihatan?

=====
Jawaban cepatnya: penciuman.

Namun begitu, semua indera harus peka terhadap faktor lingkungan yang diindera, yi molekul, cahaya, tekanan, listrik, magnet dan suhu. Cara kerja indera berbeda-beda, berarti penilaian kepekaannya juga berbeda.

Jawaban lambatnya: pertanyaan ini tidak bisa dijawab.

Penjelasan dibawah tidak terkait dengan peka-tidaknya indera yang ditanyakan, melainkan logika yang menjelaskan lebih lanjut kedua jawaban diatas, yang terlihat tidak konsisten.
Indera penciuman atau olfaksi adalah indera yang paling tua yang bisa ditemukan pada semua vertebrata dan sebagian besar avertebrata. Indera ini mampu mendeteksi adanya molekul lingkungan. Secara antroposentrisme (disama-samakan ke manusia), molekul lingkungan ini dikategorikian sebagai “bau” dan “rasa”. Aktualnya, kita tidak pernah tahu definisi suatu bau dan rasa pada selain manusia. Selain itu, molekul lingkungan yang menghasilkan bau dan rasa adalah sangat beragam. Bagi non-manusia, bau dan rasa adalah molekul lingkungan yang bisa dianggap sebagai makanan yang berguna bagi tubuh (note: hewan adalah heterotrof), ataupun bisa dianggap sebagai racun yang harus dihindari. Bandingkankan dengan indera penglihatan yang hanya mengindera cahaya.

Lagi-lagi, secara antroposentrisme, indera penglihatan atau fotoreseptor ini diwakili oleh mata yang digunakan untuk mendeteksi bentuk suatu benda yang dikirimkan via cahaya. Bagi non-manusia, indera ini tidak selalu berbentuk mata, tetapi bisa juga berbentuk sensory receptor lainnya yang digunakan untuk mendeteksi ada-tidaknya cahaya.

AFM

2013 Feb 15

Prion

Prion – infectious protein

Untuk memahami fenomena prion ini, terlebih dahulu harus dipahami beberapa hal:
1. Semua polipeptida atau protein tersusun atas monomer-monomer asam amino.
2. Hampir semua protein di dalam tubuh MH disintesis di dalam sel.
3. Dalam setiap sintesis protein, selalu diawali dengan adanya faktor transkripsi yang berfungsi untuk memulai menterjemahkan sandi-sandi yang tersimpan dalam DNA menjadi urutan asam amino protein. (saya skip bagian proses transkripsi dan translasi yang rumit)
Artinya, kalau kita makan daging, maka semua protein yang menyusun daging akan dihidrolisis menjadi monomer-monomernya. Monomer asam amino ini kemudian diserap, diangkut dan dimasukkan ke dalam sel untuk membuat protein baru. Hampir semua protein yang ada di dalam sel adalah dibuat sendiri oleh sel. Tubuh mengembangkan mode pertahanan diri terhadap peluang masuknya protein asing yang tidak dibuat oleh sel dirinya sendiri. Jadi kalau ada protein asing masuk ke dalam tubuh, maka protein itu akan diikat dan dinonaktifkan oleh sistem pertahanan tubuh. Kenapa harus diikat dan dinonaktifkan? Hal ini terkait dengan fungsi protein
4. Protein fungsional bisa dibagi menjadi dua, yaitu sebagai struktur dan enzim
5. Fungsi protein ditentukan oleh ada tidaknya situs aktif
7. Situs aktif dari suatu protein muncul dari suatu rantai urutan asam amino penyusunnya setelah protein berada dalam kondisi melipat.
6. Polimer protein akan membentuk pelipatan yang dikenal dengan struktur sekunder dan tersier. Jika ada dua polimer protein saling melipat dan bergabung maka akan membentuk struktur kuartener. Pelipatan protein ini sangat ditentukan oleh runutan asam amino dan suasana medianya (pH, tekanan osmotik, ada tidaknya ion lain, dll)
Jadi, fungsi protein sangat ditentukan oleh ada tidaknya situs aktif. Walaupun adanya situs aktif ini sangat ditentukan oleh runutan asam amino, fungsi aktualnya regardless dengan rumus molekul protein karena adanya faktor media (lingkungan sel) (note: sifat zwitter ion dari asam amino). Artinya kalau ada protein mengalami salah melipat atau misfolding sehingga situs aktifnya berubah maka peluangnya adalah karena
– mutasi urutan asam amino protein (atau mutasi pada urutan nukleotida DNA penyandinya)
– perubahan lingkungan sel
Setelah ditemukan prion, maka konsep semua protein di dalam sel harus dibuat oleh sel itu sendiri mengalami sedikit perkecualian. Saya teringat ketika vaksin polio (berupa polipeptida) diteteskan lewat mulut bayi, maka vaksin polipeptida tsb tidak dicerna sampai menjadi asam amino. Penyerapan hasil hidrolisis protein tidak harus menunggu sampai monomer melainkan bisa juga dalam bentuk dipeptida atau oligopeptida. Dengan begitu, prion (oligopeptida) bisa masuk dari luar yang dikenal dengan infeksi atau bisa juga dihasilkan oleh metabolisme tubuh itu sendiri karena mutasi atau karena perubahan lingkungan sel.
Sebagai protein liar, prion dengan situs aktif yang tidak seharusnya ada di dalam sel berpotensi merusak sistem sel, mulai dari metabolisme sampai ke struktur sel. Kebetulan, prion yang paling banyak dipelajari adalah yang menyebabkan penyakit Creutzfeldt-Jakob, sapi gila, kuru dan scrapie yang mengganggu sistem sinyal sel-sel syaraf. Terakhir yang menghebohkan adalah munculnya pelipatan baru dari suatu oligopeptida adalah yang menyebabkan SARS.
Benarkah prion yang menyebabkan penyakit baru muncul akibat kelalaian dan keserakahan manusia? jawabannya tidak. Prion muncul seiiring dengan munculnya sel sebagai konsekuensi logis dari mekanisme bekerjanya sel. Kalaupun baru sekarang diketahui, maka lebih karena teknologi untuk mengetahuinya yang baru muncul.
AFM
2013 Feb 3